【正文】 堰，進口底板高程為 ，底寬 。 本工程泄洪建筑物為壩頂開敞式溢流堰，堰形為寬頂堰，堰頂高程為 ，溢流凈寬 7米，按照《混凝土重力壩設(shè)計規(guī)范》有關(guān)計算方法，泄洪能力按下式計算： 322Q m B g H??? 式中： Q溢洪道溢流能力（ m3/s） H計入行進流速水頭的堰上水頭（ m） ε 側(cè)收縮系數(shù) δ 堰流淹沒系數(shù) m堰上流量系數(shù)，取 m= B堰流淹寬度（ m） 根據(jù)上述流量公式，按照本次工程措施及工程尺寸特性，計算不同水位情況下的流量系數(shù) m、側(cè)收縮系數(shù)ε和相應(yīng)的水庫水位流量成果表。 27 表 42 溢洪道水位～泄量關(guān)系表 庫水位 （ m） 泄量 (m3/s) 0 調(diào)洪計算成果 根據(jù)以上確定的水庫泄洪運用方式、水庫容積關(guān)系曲線及設(shè)計洪水成果分別對現(xiàn)狀和原設(shè)計泄洪建筑物泄量關(guān)系進行調(diào)洪演算，調(diào)洪成果見表 43。 工程等別、建筑物等級和洪水標準 東方紅水庫總庫容 16 萬 m3，最大壩高 ，根據(jù)《防洪標準》 （ GB 5020194） 和《水利水電工程等級劃分及洪水標準》 （ SL 2522021） ，屬?。?2）型水庫，工程等別為Ⅴ等，大壩及主要水工建筑物為 5 級。 溢洪道消能防沖設(shè)施的設(shè)計洪水標準為 10年一遇 。 29 采用的主要文件 東方紅水庫地質(zhì)鉆探報告； 東方紅水庫安全評估報告； 設(shè)計基本資料 （ 1）多年平均最大風(fēng)速為 15m/s。 表 特征水位與流量 東方紅水庫 洪峰流量 （ m3/s） 下泄流量 （ m3/s） 庫水位 （ m） 下游水位 （ m） 10年一遇 20年一遇 （設(shè)計） 200年一遇 （校核） 死水位 蓄水位 （ 3）地形地質(zhì)資料 （ 4）地震 根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》及《中國地震動反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》（ GB183062021），工程區(qū)地震動峰值加速度 ，對應(yīng)地震基本烈度為 6 度。 大壩存在的主要問題 （ 1）大壩始建于 上世紀 70 年代，為均質(zhì)土壩，主要由人工挑筑而成。大壩施工質(zhì)量均達不到現(xiàn)行規(guī)范及設(shè)計要求，輸、泄建筑物現(xiàn)狀存在一定的安全隱患，放水涵洞及溢洪道等工程質(zhì)量差；放水涵洞漏水；下游消能防沖設(shè)施有部分損壞。 （ 2）壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，影響大壩安全運行，需進行截滲處理。 （ 4）大壩背水坡無排水系統(tǒng)，大 壩無反濾排水設(shè)施，并且缺少必要的大壩安全監(jiān)測設(shè)施，防汛防汛交通、通訊及管理設(shè)施不完善。壩頂在靜水位以上超高根據(jù)《小型水利水電工程碾壓式土石壩設(shè)計導(dǎo)則》（ SL18996）（以下簡稱“導(dǎo)則”），按下式計算： Y=R+A 式中： Y─壩頂在靜水位以上超高， m； R─風(fēng)浪沿著壩坡的最大爬高， m； A─安全加高， m。多年平均最大風(fēng)速為 15m/s，設(shè)計情況下 W 取多年平均最大風(fēng)速的 倍，校核情況下 W 取多年平均最大風(fēng)速；設(shè)計情況下壩前水深 （水域平均水深 ），校核情況下壩前水深 （水域平均水深 ）；設(shè)計情況風(fēng)區(qū)長 ，校核情況下風(fēng)區(qū)長度 。 根據(jù) “導(dǎo)則”，安全加高正常運用情況取 ，非常情況取 。東方紅水庫大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)有壩頂高程 。 表 大壩壩頂超高及高程計算成果表 設(shè)計條件 設(shè)計水位（ m） 壩頂超高（ m） 計算壩頂高程（ m） 設(shè)計（ 5%） 校核（ %） （ 2） 壩頂加高設(shè)計 根據(jù)壩頂高程復(fù)核結(jié)果，頂設(shè) 計高程為 ， 大壩局部高程不滿足設(shè)計要求，但欠高不多。因此，主壩壩頂加固措施為：采用在壩頂修建防汛道路，墊高路基的方式使主壩壩頂高程達標。 為完善壩頂交通，設(shè)計于大壩壩頂鋪設(shè)路面。路面結(jié)構(gòu)為：上層為厚 混凝土路面，下層為厚 。 壩頂下游側(cè)設(shè) C25 混凝土路緣石，厚 10cm，頂部與路面齊平。大壩采用防滲墻截滲。防滲墻布置：自壩頂軸線 32 方向布置 防滲墻，根據(jù)規(guī)范，墻頂高程不低于于非常運用得靜水位，因此墻頂高程取校核洪水位為 ，截滲墻深入壩基強風(fēng)化巖中 ，最大深度約 ，防滲墻面積 2259m2。混凝土防滲墻具有適用范圍廣、適用性強、施工條件要求低且安全、可靠的特點，但施工速度較慢。 （ 2）方案二：一多頭小直 徑防滲墻 多頭小直徑深層攪拌噴灌漿造墻技術(shù)是運用特制的多頭小直徑深層攪拌樁機把水泥漿噴土體，同時鉆頭旋轉(zhuǎn)攪拌，使噴入土層的水泥漿液與原土充分拌和在一起，形成抗壓強度比天然土強度高得多，滲透系數(shù)較小，并具有整體性、水穩(wěn)定性的樁柱體。 （ 3）方案三：沖抓套井粘土井柱防滲墻 沖抓套井粘土井柱是用沖抓錐造孔，把原壩身雜填土抓出，形成直井后回填粘土，孔與孔套接形成一道連續(xù)的粘土心墻。 （ 4）方案四：劈裂灌漿 劈裂灌漿 利用最小主應(yīng)力面和堤軸線方向一致的，根據(jù)土體水力劈裂的原理，順堤向布孔，在灌漿壓力下以適宜的泥漿液為能量載體，有控制地劈裂堤身，將與漿脈連通的所有裂縫、空洞、空隙等隱患用泥漿充填密實，同時漿壓將筑堤土壓密，最終在堤內(nèi)順堤向形成密實、垂直、連續(xù)、有一定厚度的漿液防滲固結(jié)體，從而達到防滲加固的目的 ?？拙?:河槽段 4m，岸坡段 ，孔深以進入 壩 基 ，灌漿孔口壓力為 0～ ，帷幕厚度：平均 50～ 200mm（累計）。副排孔沿主排孔上游布置。 以上四種方案在技術(shù)上都是可行的，均能夠達到控制壩體和壩基滲流，降低壩體浸潤線的目的。 方案一：優(yōu)點是河槽段塑性混凝土防滲墻對各種土層適應(yīng)性強，墻體開槽澆筑，施工質(zhì)量直觀明了，墻體連續(xù)性好，防滲性能可靠，墻體耐久性好，墻體為塑性，可適應(yīng)壩體的變形與壩身土結(jié)合緊密。 方案三：優(yōu)點是上部采用粘土井柱墻防滲直觀可靠，施工速度快。 方案四： 優(yōu)點是設(shè)備簡單，施工期 較 短，造價便宜，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 工藝要求較高，要有專業(yè)隊伍施工。 表 防滲墻方案投資對比表 方案一：塑性混凝土防滲墻（墻厚 ） 方案二：多頭小直徑防滲墻 (墻厚度 ) 方案 三：沖抓套井粘土井柱防滲墻 (孔距 ) 方案四： 劈裂灌漿 ， 孔距 4m，雙排 單價（元 /m2） 310 100 115 120 造價 (萬元 ) 工期（天） 60 35 40 45 上述四種加固處理方案在技術(shù)上均可滿足壩體防滲要求。因此，防滲加固設(shè)計推薦采用方案二多頭小直徑 墻方案 。防滲墻厚度根據(jù)其允許滲透坡降［ J］ =60，結(jié)合施工可 能產(chǎn)生的垂直偏差，選用樁徑為 400mm，樁間距 225mm，垂直度不大于 1%，搭接處理論成墻厚度最大 260mm，最小 150mm，可滿足防滲墻厚度的要求。 上下游護坡 現(xiàn)狀大壩上游 以下為預(yù)制混凝土護坡， 至壩頂 無護坡，壩坡不平，雜草叢生，不利于大壩管理，也不利于防汛查險。見圖 a)上游護坡 高程 至壩頂采用生態(tài)草坪 護坡。護砌結(jié)構(gòu)為：采用直徑 40cm 正六邊形中間鏤空、壁厚 5cm、高 20cm 預(yù)制塊拼砌，預(yù)制塊中間填種植土，土面為撒草籽草皮。 b)下游護坡 34 下游坡采用框格草皮護坡。格埂為 C20 現(xiàn)澆混凝土，斷面。 c)下游壩底設(shè)貼坡反濾及新建排水系統(tǒng) 下游壩底原有排水棱體與反濾設(shè)計，未設(shè)計排水溝，至使下游壩底滲水無組織排放，影響大壩的安全。 水庫大壩大壩自建成運行以來未出現(xiàn)大的安全事故，說明大壩總體是穩(wěn)定安全的，但水庫大壩壩區(qū)現(xiàn)狀存在的主要問題為壩腳滲漏嚴重極可能產(chǎn)生滲透破壞。 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 (SL2742021)規(guī)定，在沒有反濾層保護時，壩體滲流出逸比降應(yīng)小于材料的允許滲透比降；根據(jù)本次地勘資料， 大壩填土臨界水力梯度為 ～ ；因此，大壩可能發(fā)生流土破壞，危及大壩安全。貼坡反濾設(shè)在壩后最下級邊坡，頂高程 34m，底部至壩腳，為 4 層結(jié)構(gòu)： 15cm 中粗砂、 15cm 瓜子片、 15cm 碎石、 30cm干砌塊石。 圖例：上游生態(tài)護坡示意圖 35 圖 大壩上游現(xiàn)狀護坡 白蟻防治 該水庫不存在蟻害。當水庫 高水位運行時，壩基出現(xiàn)滲漏、兩壩肩出現(xiàn)繞滲現(xiàn)象，影響大壩安全運行，設(shè)計采用截滲處理。 （ 1）計算斷面及地層簡化 選取主河槽處的壩體橫斷面 0+080 作為大壩的典型橫剖面，進行滲流計算，大壩座落在中風(fēng)化砂巖上。 （ 2）計算參數(shù)選取 本工程計算斷面各土層滲透系數(shù)依照地質(zhì)報告地質(zhì)資料選取 （ 采用建議值 ） ，對地質(zhì)報告中未提供滲透系數(shù)的土層，則按該土層的地質(zhì)特性，根據(jù)工程類比選定。 表 滲流計算參數(shù)表 土層 水平滲透系數(shù) （ cm/s） 垂直滲透系數(shù) （ cm/s） ①層：素填土 105 105 ②層：中風(fēng)化砂巖 105 105 （ 3）計算工況 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》 （ SL2742021） 的有關(guān)規(guī)定，滲流計算選擇工況為： ①上游正常蓄水位與下游相應(yīng)的最低水位； ②上游設(shè)計洪水位與下游相應(yīng)的水位； 36 ③上游校核洪水位與下游相應(yīng)的水位； ④庫水位降落時上游壩坡穩(wěn)定最不利的情況。因壩身為粘性土填筑，給水度值很小，在進行上游水位降落工況邊坡穩(wěn)定計算時，可以近似認為上游水位降落后，浸潤線位置不變。 37 圖 滲流計算斷面示意圖 38 ①～③工況相應(yīng)水位組合見表 。所以本計算首先根據(jù)地質(zhì)報告和有關(guān)規(guī)范計算出堤身浸潤線、滲流等壓線，然后計算出大壩滲流量，最后確定壩基的水平滲透比降、下游滲流出逸段的出逸比降，并論證壩基及壩后滲流出逸段的滲透穩(wěn)定性。 （ 5）計算成果及分析 1）計算成果 丁壩水庫壩身及壩坡下游表層土為壤土，根據(jù)類似工程的滲透變形判定結(jié)果，確定出逸滲透破壞型式為流土型破壞；各相鄰?fù)翆又g均不會產(chǎn)生接觸沖刷和接角流失現(xiàn)象。 表 大壩滲流計算主要成果表 工況 滲透比降 出逸高程 單寬滲流量 壩基水平比降 最大出逸比降 （ m） （ m3/） 正常水位 加固前 加固后 設(shè)計水位 加固前 加固后 校核水位 加固前 加固后 2）計算成果分析 ①大壩防滲加固前，大壩橫剖面上的計算等勢線分布符合一般均質(zhì)壩的滲流規(guī)律。 根據(jù)滲流要素表，計算斷面上壩體與壩基接觸面上的最大水平比降為 ，小于壤土允許滲透比降 ，其滲透穩(wěn)定可以滿足要求；下游壩坡滲出段的最大出逸比降達 ，根據(jù)經(jīng)驗，重粉質(zhì)壤土的允許出逸比降一般為 ，因此，壩體下游坡腳滲出段有滲流穩(wěn)定基本滿足要求。 ②大壩防滲加固后，防滲墻后壩體浸潤線降低很多，有利 于壩體穩(wěn)定，出逸滲透比降很小。 40 圖 校核工況下大壩滲流等值線及水力坡降數(shù)值圖（截滲前） 41 圖 校核工況下大壩滲流等值線及水力坡降數(shù)值圖（截滲后） 42 壩坡穩(wěn)定計算 大壩為均質(zhì)土壩，現(xiàn)狀壩頂高程 ，最大壩高 ，壩長 251m，壩頂寬 ，壩上游 坡約 1∶ ，下游坡比 1∶ 。 （ 2） 計算參數(shù)的確定 水庫從建成蓄水運行已有 40 多年，壩體沉降基本穩(wěn)定，壩體材料物理力學(xué)參數(shù)有所改變。 根據(jù)本階段地質(zhì)勘察報告中提供的建議值，并類比類似工程有關(guān)參數(shù)，綜合選定各材料的計算參數(shù)，見表 。） 填筑體 壩基 16 （ 3） 計算工況及安全標準 根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》（ SL2742021），大壩穩(wěn)定分析內(nèi)容包括穩(wěn)定滲流期的上、下游壩坡和水庫水位降落期的上游壩坡。 （ 4） 計算方法 壩坡抗滑穩(wěn)定分析，利用地質(zhì)報告提供的有效應(yīng)力參數(shù)，采用瑞典圓弧法進行計算分析。 43 表 穩(wěn)定計算工況及安全標準 部位 工況 洪水頻率 P 水庫水位 (m) 下游水位 (m) 安全標準 上游 壩坡 正常蓄水位 正常運用條件 設(shè)計洪水位 5％ 校核洪水位 ％ 非常運用條件 校核洪水位驟降至正常蓄水位 由 非常運用條件 正常蓄水位緩降至死水位 由 至 非常運用條件 下游 壩坡 正常蓄水位 正常運用條件 設(shè)計洪水位 5％ 校核洪水位 ％ 非常運用條件 （ 5） 穩(wěn)定計算成果分析 穩(wěn)定分析計算成果見表 。 表 大壩壩坡最小抗滑穩(wěn)定安全系數(shù) 部位 工況 庫水位 (m) 下游水位（ m） 抗滑安全系數(shù) 上游 壩坡 正常蓄水位 設(shè)計洪水位 校核洪水位 校核洪水位突降至正常蓄水位 由 至 正常蓄水位突降至死水位 由 至 下游 壩坡 正常蓄水位 設(shè)計洪水位 校核洪水位 溢洪道工程加固設(shè)計 溢洪道位于大壩右壩肩，進口設(shè)開敞式寬頂堰，堰頂高程 米，堰頂寬 7 米，堰下接長約 60m 的泄槽段，泄槽以下為天然沖坑和下游老